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在内蒙古地区，装配式空心板桥是非常常见的桥型，而铰缝结构是空心板桥的关键部位，空心板桥的桥面板是通过铰缝进行连接的。正常使用下桥梁的承载能力是由其设计荷载标准确定的，而近年来大吨位运输的发展，使得实际行驶的车辆中，一些重车、大型车辆的载重往往超过桥梁承载能力。而桥梁的损坏，一般是从相对薄弱的铰缝处或横向联结处的破坏开始的，一旦铰缝发生损伤或破坏，空心板桥的受力状态就会发生变化，会对空心板桥结构产生严重危害。
在传统的设计中，简支梁铰缝的抗剪强度验算一般是以挂车荷载为控制设计，并根据《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＪ０２２－８５）中第３.０.７条的规定进行。这样的验算只是针对某一具体截面而言，一般是最不利的截面，且没有考虑铰缝的综合应力情况。笔者利用ABAQUS软件建立常见的空心板简支梁桥实体有限元模型，并通过有限元分析软件提取空心板桥铰缝结构独立进行力学分析，从而详细分析了铰缝结构综合应力情况，找出铰缝发生破坏的主要力学影响因素，为铰缝设计提供优化方法，并为已破坏铰缝加固提供理论支撑。
为了便于对比，对按实际设计取梁高、梁宽相同的情况下（梁高７５ｃｍ、梁高１３５ｃｍ）建立跨径８ｍ、１３ｍ、１６ｍ的三维简支梁桥模型。
桥梁在实际建设的时候，有的采用正交的形式，有的采用斜交的形式。斜交时，不同的桥梁斜交的角度也不同，为了方便比较不同跨径桥梁铰缝的应力分布，在相同约束条件及其车载作用下的，建模均采用正交的形式，在建模时纵桥向荷载采用前后车轮对称作用在跨中，横向荷载一侧车载作用在边板，另一侧车载作用在铰缝上。
根据单板受力的现象的调研结果，高速公路中小跨度桥梁铰缝的破坏集中在某一两种跨径的桥梁中。因此选取具有代表意义的三根主梁配两条铰缝进行有限元分析。约束条件采用一端固定不动，一端铰接的形式。单元划分方法采用自由网格划分技术（Ｆｒｅｅ），线性完全积分（Ｌｉｎｅａｒ ｆｕｌｌ－ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）的三维实体单元Ｃ３Ｄ４。钢筋的弹性模量取Ｅ０＝２００ＧＰａ，泊松比υ＝０．３，密度ρ＝７８００ｋｇ／ｍ３；铰缝内Ｃ３０混凝土弹性模量ＥＣ＝３０.０ＧＰａ，泊松比υ＝０.１６７，密度ρ＝２４００ｋｇ／ｍ３。
在相同约束条件下，按１∶１比例建立空心板桥实体有限元模型。
通过查找三种跨径空心板桥铰缝应力云图，尽管跨径大小不同，纵向应力极大值都出现在铰缝结构跨中截面底部。铰缝纵向正应力随着空心板桥跨径增大而逐渐减小，达到５０％，下降幅度明显，分析认为跨径较大的空心板桥纵向正应力更多地被桥面板承担，跨径较小的空心板桥铰缝分担的纵向正应力越多，因此跨径越小，越应该注重铰缝结构的设计和施工。而横向正应力、横向剪应力、纵向剪应力相差不大，但是跨径越小的空心板桥发生铰缝损坏的概率越高，因为跨径越小，板与铰缝之间的接触面积越小，铰缝受剪面积越小，故剪切作用效应更为明显。
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